铁矿选矿自动化方案

XX矿业有限公司选矿自动控制系统技术方案设计单位：地址：联系电话：传真：邮编：第2页共27页目录1、系统设计概述...........................................................................41.1设计前言......................................................................41.2设计(改造)依据.............................................................51.3设计(改造)内容.............................................................52、设计（改造）功能....................................................................82.1生产工艺过程控制........................................................82.2操作方式......................................................................82.3计算机监控...................................................................92.4数据报表系统...............................................................92.5报警系统....................................................................103、控制系统方案.........................................................................113.1网络选择....................................................................113.2控制系统网络结构......................................................133.3组态监控画面与参数设置...........................................153.4数据存储与系统扩展...................................................153.5系统控制原理.............................................................163.6控制系统的检测与控制...............................................213.7报警与顺控.................................................................223.8主材配置....................................................................233.9系统特点....................................................................24第3页共27页3.10施工周期：...............................................................244、系统造价................................................................................255、电气说明..............................................................................256、项目管理................................................................................267、技术服务和售后服务..............................................................268、综述.......................................................................................27第4页共27页1、系统设计概述1.1设计前言随着经济的高速发展，各企业为了提高自身的市场竞争能力，使得企业可持续发展，特别是在资源性产业中，可持续发展已经成为战略目标，如何节能降耗已经成为企业发展的头等大事；选矿行业作为资源性产业的重要组成部分，如何挖掘设备潜能，降低能耗，已经成为企业可持续发展的首要问题；任何资源型产业都面临着一个问题，那就是能源枯竭的问题，如何合理的使用这些有限的资源呢？毫无疑问，通过各种手段提高设备生产效率、提高产品质量、降低生产成本已是一种必然趋势！正是在这种趋势下，选矿过程自动化应运而生，并在各种选矿行业中被广泛应用，尤其是在钢铁、钼选矿行业的广泛应用,自动化程度达到了前所未有的高度。从原矿破碎、球磨、分级机、浮选到尾矿处理，生产工艺较为复杂，传统控制以手动操作为主，靠工人的实际经验调节，产品质量的一致性较差，磨矿效率较低，金属回收率也得不到保障，精矿品位难以保证，自动化程度较低，工人劳动强度较大。在整个磨矿过程自动化控制系统当中，球磨机控制是该控制系统的核心部分，而球磨机的控制核心是控制其磨矿浓度！由于球磨机的排矿水与溢流浓度、球磨给矿量与返砂水、球磨填充率与磨矿浓度之间存在离散不线性关系，这为自动化控制增加难度。因此，我公司针对此多参量控制系统，采用多变量串级控制系统或自适应模糊控制第5页共27页系统，在锅炉行业、水处理配方算法、高精度定位控制等场合广泛应用。1.2设计(改造)依据根据工艺特点，本着为甲方节约成本，同时最大效能发挥自动化功能为目的，充分应用现代控制理论、利用当前掌握成熟的控制技术、高智能检测转换技术、工控网络技术，结合选矿工艺技术，有针对性对整个选矿过程中的磨矿分级过程实现自动化控制。因为在整个选矿过程工艺中，最能实现自动化价值，最能创造效益的部分就是磨矿分级部分，即有效的控制了投资成本，又最大化的发挥了自动化的效能。对整个工艺实现过程自动化控制、设备集中控制；以此对生产工艺实现自动控制，最终取代人工控制，优化生产过程控制，稳定工艺性能指标，降低生产成本，提高生产效率，实时现场监控，降低工人劳动强度，改善工作环境；最终控制目的在保证最终精矿产品质量的前提下，充分挖掘设备潜能，提高球磨处理量，降低设备故障率，提高金属综合收率，实现增效节能达到国内以至世界领先水平！1.3设计(改造)内容本着投资最小化，利润最大化的目的，选矿厂自动化控制系统实现的功能包括：磨矿工艺过程：包括自动给料、球磨自动给水、浓度控制、自动加球控制等。第6页共27页磨矿分级工艺过程：包括旋流器压力、浓度控制；泵池液位控制等。在整个自动化控制系统中包括现场检测部分、PLC控制单元部分、上位机监控及操作部分、软件编程部分、网络通讯部分等。控制系统包括两部分功能：工艺流程顺序控制功能和工艺过程控制功能。★为确保生产过程的稳定可靠运行，同时为确保系统稳定可靠的运行，本系统低压元器件选用进口品牌，如西门子、施耐德等。布线美观大方，散热、标识都已充分考虑。★工控机组态监控系统实时性、响应性、安全性。为安全生产保驾护航。★球磨机状态实时显示功能，以确保生产设备的安全可靠运行，把一切可能发生的故障扼杀在摇篮之中。★整个系统具有硬手动/自动操作功能，以实现机旁手动操作与集中控制功能，同时上位机也能实现软手动和自动控制，操作人员可根据需要选择启停相应的工艺设备，实现三级保护。★上位机操作功能，在上位机中实时显示整个工艺流程以及设备运行状态，同时具备设备连锁启停、设备状态报警等；自控室操作人员只需要在计算机上轻点鼠标即可实现设备的连锁启停，如需调节参数值只需要输入相应的数值回车确认即可，剩下所有的工作就交给自动控制系统去实现；而以往要启停设备必须要在现场才能实现，要调节水量或者矿量则更是麻烦，需要来回的调节手动阀门或者给矿漏斗矿量大小；而现在只需要第7页共27页轻轻的点击几下鼠标，输入几个数字！大大的降低了工人劳动强度。★球磨机的给矿量、给水量及加球量自动可调。★球磨机溢流粒度均匀，浓度适合满足工艺。★通过球磨机的负荷大小、电机电流、磨音等参数的检测，通过自适应模糊控制算法得出给矿量和入旋水量的给定，实现多变量控制系统，克服矿石品位差异、不确定扰动因素，让球磨机的磨矿效率达到最佳状态。★旋流器给矿压力，浓度及泵池液位的检测与自动调节。第8页共27页2、设计功能2.1生产工艺过程控制磨矿分级过程自动控制，包括给料机智能切换，给矿量自动控制，加球机自动加球控制，球磨机磨音频谱检测，球磨机功率检测，球磨机模糊控制，返砂水检测与控制；旋流器给矿压力、浓度及泵池液位等。实现智能给水、给矿及磨机工况的自动分析、故障判断、历史资料归档、事故报警、故障保护等。2.2操作方式2.2.1手动/自动操作该功能独立于控制系统之外，手动操作部分满足了各工艺设备的基本运行需要。在电气部分的操作台上，操作人员可根据需要选择本地或远程两种方式启停相应的工艺设备，当选择“本地”方式时，即实现机旁手动操作功能。2.2.2软手动操作设备控制级把逻辑控制如相关设备启停、连锁、设备状态报警等功能集中在计算机上实现，操作人员（有操作权限）只需在计算机上用鼠标点击相应操作按钮，选择相应的设备，就可以完成设备启停。2.2.3计算机自动操作开车时，操作人员（有操作权限）只需在计算机上用鼠标点击开车按钮，自控系统将会按照工艺流程的要求，逆工第9页共27页艺流程方向顺序自动启动设备。停车时，操作人员（有操作权限）只需在计算机上用鼠标点击停车按钮，自控系统将会顺着工艺流程自动停车。2.3计算机监控整个控制系统采用先进的现场总线控制系统，通过Profibus总线和工业以太网把远程I/O站与工艺过程监控系统联系起来，自动化系统接受上位机的各种指令，并把过程参数、设备状态传送给上位机。计算机监控系统实现了如下功能：★现场设备工作状态显示★远程启停设备★工艺参数趋势曲线、历史数据归档★事故记录、报警、数据报表★现场设备、仪表远程控制★现场设备远程诊断、远程维护★产量实时显示、历史记录查询★工艺流程运行状态分析2.4数据报表系统对生产过程中的数据进行分类归档管理和统计，并统计班钢球消耗、磨矿量统计以及月累计量；同时具备数据存储功能，以便查询。第10页共27页2.5报警系统对生产过程中的水路异常、矿量异常、压力异常实现实时声光报警并做出相应的保护处理，以此更大限度的保证整个生产流程的可靠稳定运行。第11页共27页3、控制系统方案3.1网络选择根据选矿厂控制要求，本方案最终采用了西门子的S7-300系统，现场I/O站之间使用Profibus现场总线通讯，CPU与上位机采用传输速率更快更可靠的工业以太网。工业通信网络的结构：一般而言，企业的通信网络可分为三级,企业级、车间级、现场级。如下图所示：企业级网络通信企业级通信网络用于企业的上层管理，为企业提供生产、经营、管理等数据，通过信息化的方式优化企业的资源，提高企业的管理水平。车间级通信网络车间级通信网络介于企业级和现场级之间，它的主要任务是解决车间内各需要协调工作的不同工艺段之间的通信，从通信需求角度来看，要求通信网络能够告诉传递大量信息数据和少量控制数